Проблема переедания и ожирения никак не даёт покоя ученым. Возможно, для многих из них она уже стала «делом чести», ведь ежемесячно выходящие фундаментальные работы так и не принесли облегчения растущей с каждой минутой армии тучных и просто недовольных своей фигурой. В последнем номере журнала Cell Metabolism вышли сразу несколько работ, посвященных этому вопросу. По мнению авторов, все они могут иметь практическое применение.
Сайма Малик и её коллеги из Университета Макгилла в канадском Монреале доказали (временная ссылка), что гормон грелин участвует в подготовке нервной системы к восприятию изображений пищи, и даже детализировали регионы мозга, отвечающие за эти процессы.
Грелин синтезируется стенкой кишечника и выделяется в кровь, откуда попадает в головной мозг. В экспериментах на разнообразных животных неоднократно было показано, что он вызывает голод и стимулирует поглощение пищи. Такой же эффект был продемонстрирован и на людях, которых не ограничивали в выборе пищи из буфета.
Однако механизм действия этого гормона оставался очень плохо исследованным, и это мешало созданию препаратов как для желающих похудеть, так и наоборот – для нуждающихся в дополнительных килограммах.
Малик доказала, что грелин является своего рода гормоном чревоугодия: он отвечает за переедания, действуя в рамках системы, направленной на удовлетворение желаний.
Ученые условно разделили все случаи поглощения пищи на 2 группы: первая – гомеостатическая, направлена на поддержание физиологических потребностей организма, вторая – гедонистическая – для удовольствия. Конечно, разделить абсолютно все приемы пищи по этим двум категориям нельзя – голод можно утолять и очень вкусной пищей. Однако, полагает Малик, именно вторая группа вносит основной вклад в избыточные калории, сначала потребляемые, а затем и запасаемые нашим организмом в виде жира. В этой «гедонической» системе главную роль играют зрительные и обонятельные сигналы, и, как показали ученые, гормоны их эффект многократно усиливают.
Работу мозга ученые оценивали с помощью уже ставшего классическим метода функциональной магнитно-резонансной томографии, оценивающей активность различных участков мозга по интенсивности кровотока в них. Демонстрация «аппетитных картинок» вместе с введением грелина вызывала значительно большую активность нейронов не только в зрительной области, но и в «регионе удовольствия» – так называемой мезолимбической системе.
Правда, самый главный механизм действия грелина выявить снова не удалось. Вероятно, его просто нет: рецепторы к этому гормону располагаются не только в дофаминэргической системе, ответственной за получение удовольствия, но и в других участках головного мозга – дуговом ядре и миндалевидном теле. Кроме того, его введение повышает концентрацию других гормонов – пролактина, кортизола и гормона роста, которые самостоятельно действуют на обмен веществ.
(от греческого «рукопожатие») – место контакта между двумя нейронами, или между нейроном и эффекторной клеткой, получающей сигнал. Служит для передачи нервного импульса между двумя клетками, в ходе которого сигнал может подвергаться изменению.
Термин был введен в 1897 году английским физиологом Чарльзом Шеррингтоном.
Типичный синапс – аксо-дендритический химический. Такой синапс состоит из двух частей: пресинаптической, образованной булавовидным расширением окончанием аксона передающей клетки и постсинаптической, представленной контактирующим участком цитолеммы воспринимающей клетки (в данном случае – участком дендрита).
Между обеими частями имеется синаптическая щель, края которой укреплены межклеточными контактами. Часть аксолеммы булавовидного расширения, прилежащая к синаптической щели называется пресинаптической мембраной. Участок цитолеммы воспринимающей клетки, ограничивающий синаптическую щель с противоположной стороны называется постсинаптической мембраной.
В синаптическом расширении имеются мелкие везикулы, т. н. синаптические пузырьки содержащие медиатор (вещество-посредник в передаче возбуждения) или фермент, разрушающий этот медиатор. В постсинаптическую мембрану встроены молекулярные рецепторы к тому или иному медиатору.
При прохождении импульса по синаптической мембране повышается её проницаемость, а из синаптических пузырьков освобождается медиатор, который выходит в синаптическую щель и соединяется с молекулярными рецепторами постсинаптической мембраны, индуцируя на ней возникновение нервного импульса. Медиатор действует в течение очень короткого времени, после чего из синаптических пузырьков освобождается фермент, разрушающий медиатор в синаптической щели. Одновременно часть медиатора перемещается через постсинаптическую мембрану (прямой захват) и в обратном направлении через синаптическую мембрану (обратный захват).
Открыты два механизма высвобождения, с полным слиянием везикулы с плазмалеммой (клеточной мембраной), и так называемый «поцеловал-и-убежал» (англ. kiss-and-run), когда везикула соединяется с мембраной, и из нее в синаптическую щель выходят небольшие молекулы, а крупные остаются в везикуле. Второй механизм, предположительно, быстрее первого, по нему происходит синаптическая передача при высоком содержании ионов кальция в синаптической бляшке.
Следствием такой структуры синапса является односторонее проведение нервного импульса. Существует так называемая синаптическая задержка – время, нужное для передачи нервного импульса. Ее длительность – 0,5 мс.
Так что если ваши проблемы вызваны нарушениями в работе грелиновой системы, как, например, при синдроме Прадера-Вилли, справиться с ними можно без генной терапии. Достаточно просто не смотреть на еду.
врожденное заболевание, при котором возникает сочетание ожирения, низкого роста, снижения функции половых желез (гипогонадизм) и низкого интеллекта.
Ребенок с синдромом Прадера-Вилли рождается с низкой массой тела, низким ростом. На первом году жизни у ребенка выраженная гипотония мышц. Суставы могут быть переразогнуты из-за гипотонии и ребенок может иметь причудливую осанку, когда начинает ходить. Ожирение начинается позднее ко второму-четвертому году жизни в связи с повышенным аппетитом. Ребенок очень много ест не насыщаясь. Вскоре становится заметным отставание в психическом развитии. Больные имеют низкий лоб, речь их монотонна. Обычно такие пациенты добродушны и дружелюбны, но у них бывают вспышки агрессии.
Заподозрить это заболевание иногда возможно во внутриутробном периоде при ультразвуковом исследовании, если плод слабоподвижен или вовсе не двигается. Многие пациенты рождаются с крипторхизмом (неопущение яичка в мошонку). У всех больных с синдромом Прадера-Вилли наблюдается гипогонадизм, снижение в крови количества тестостерона и гонадотропинов.
Лечение больных синдромом Прадера-Вилли медикаментозное. Назначается заместительная терапия хорионическим гонадотропином. Для коррекции повышенного веса применяется диета.
Ученые выяснили, что частично эффект грелина и лептина – другого «гормона аппетита», секретируемого, правда, не кишечником, а жировыми клетками, — опосредуется в мозге через фермент CaMKK2. Полная картина получилась примерно следующей: пустой кишечник секретирует грелин, тот выбрасывается в кровь и попадает в гипоталамус мозга. Там грелин активирует CaMKK2, который, в свою очередь, приводит к повышению образования нейропептида Y, непосредственно стимулирующего аппетит.
Чтобы проверить теорию, достаточно было ингибировать работу CaMKK2 и понаблюдать за эффектом.
Результаты не огорчили учёных: в течение 6 дней терапии мыши опытной группы ели гораздо меньше пищи и в результате не только не набрали, но даже сбросили вес по сравнению с контрольной группой.
Более того, мыши, у которых образование CaMKK2 было выключено генетически, даже оказались устойчивыми к развитию диабета 2 типа.
Пересадив подкожный жир с бедер внутрь живота, ученые добились снижения общей массы тела у мышей. Рональд Кан и его бостонские коллеги исходили из того, что висцеральный жир, скапливающийся главным образом в сальниках живота и в капсулах внутренних органов, отличается от жира подкожного, откладываемого в разных участках тела в зависимости от пола и гормонального фона.
Несмотря на очень похожее строение и принадлежность к одному типу – белой жировой ткани, уровень экспрессии различных генов, в частности отвечающих за аспекты обмена веществ, у них отличается. Например, висцеральный жир, а точнее его избыточное накопление, играет большую роль в развитии расстройств обмена веществ и развитии метаболического синдрома.
Ученые пересадили жир с бедер в брюшную полость. Такие мыши продолжали есть столько же, сколько их сокамерники, двигались не больше чем они, но зато уже за 3 недели после операции значительно похудели по сравнению с просто прооперированными.
Хотя ученые не ставили своей задачей объяснить механизмы эффекта, они считают, что такой феномен связан с большей метаболической активностью «хорошего подкожного жира».
Правда на людях такую процедуру повторить вряд ли удастся – последствия такого вмешательства пока непрогнозируемы – например, у опытных мышей был выше как уровень сахара крови, так и инсулина, что для человека было бы несовместимо с жизнью.
Ингибирование CaMKK2 в мозге даже замедляло отложение жировых капель в печени и скелетной мускулатуре, характерное для диабетиков. И хотя механизм этого явления ученые объяснить не смогли, именно оно может помочь именно в борьбе с тяжелыми осложнениями переедания.
Поскольку в эпидемии ожирения виноваты не неудовлетворенные потребности организма, а именно аппетит, выяснение физиологических механизмов последнего должно рано или поздно привести к созданию лекарств от лишнего веса. Пока же они не созданы, лучше на лишнюю еду не смотреть, а ещё лучше – вести активный образ жизни, при котором организм может пустить все потребляемые калории в дело.
